PCB钻孔超短坑槽的加工方法

1、11撰写人：梁撰写人：梁 x x导导 师：杨师：杨 x x2002- 08-18版权所有，请勿转载版权所有，请勿转载-lendy.liang22目目 录录前言前言原理与分析原理与分析实验设计实验设计实验结果实验结果总结总结33前言前言为了达到： 等要求，通常需要设计坑槽钻孔然而不久前我们发现有些坑槽严重偏短，并受 到的可户的有关投诉。如xp42xxx：合格孔合格孔过短孔过短孔孔径多变定位准确沉铜导通减少流程槽宽准确减少库存详情前言44经跟进分析该类坑槽属于超短坑槽（槽长 2倍直径）原理与分析原理与分析长坑槽（槽长 2倍直径）问题背景原理与分析.问题背景55超短坑槽的问题坑槽钻孔受力分析 因为钻

2、孔机主轴的旋转方向为顺时针方向， 在钻孔过程中的受力如下图 钻嘴旋转方钻嘴旋转方向向钻嘴受力方钻嘴受力方向向第二末端孔第二末端孔第一末端第一末端孔孔设计设计钻出钻出偏转、变短偏转、变短原理与分析.超短坑槽的问题66发现偏短之坑槽完成长度：40mil客户要求： 23.6 x 47.5 (5)mil 沉金后 pe 设计： 27.6 x 51.3mil 钻孔后 lp42715坑槽孔详情估计 钻孔后长：42.344mil比pe设计偏短达：6.79mil回前言原理与分析.超短坑槽的问题77考虑问题的方向钻孔参数（转速、进给、钻觜寿命） 钻嘴的牌子、品质、几何特征（如长度） 钻孔的叠数 钻孔排列设计 已进

3、行参数试验，改善效果 不明显 如改用较短刃长之钻嘴， 返 磨次数将大减，成本增加很多减少叠数，产量将难以承担；尝试修改设计，减少侧向受力钻孔长度补偿 超短坑槽多呈单向偏差，可补偿； 但由于偏差范围大，无法达标原理与分析.考虑问题的方向88现已采用的钻孔方法 （借鉴经验）pe通过 交叉叠钻坑槽手工编织引用程序编织guild-line 指定1.2mm以下坑槽叠板数比正 常叠板数少一钻孔wi 指定特殊进给速率基本遵循“二均等分长度法”钻孔排列次序：1 6 4 7 3 8 5 9 2原理与分析. 现已采用的钻孔方法99待探讨的钻孔方法按（从始点至终点 的）顺序叠钻钻机直接使用g85（钻坑槽）指令在坑槽

4、末端，设计两（坑槽前）预钻孔类pe现方法,最后孔密度略低y通过减少非对称切削区， 减少侧向偏移力y 通过末端孔补充有效长度钻孔排列次序：1 2 3 4 5原理与分析.待探讨的钻孔方法10 10实验目的实验目的 确定超短坑槽的钻孔（排列）方式初定超短坑槽钻孔叠数、长度补偿实验设计实验设计实验设计. 实验目的11 11 不同特征坑槽分类钻咀mmmil第一坑槽长 末端孔第二坑槽长 末端孔 第三坑槽长 末端孔第四坑槽长 末端孔t13.18125.00t20.6023.6247.240.5544.340.5039.430.4535.500.40t30.6525.5951.180.6047.780.554

5、2.390.5038.120.45t40.7027.5655.120.6551.230.6045.340.5540.750.45t50.7529.5359.060.7054.670.6548.290.5543.370.50t60.8031.5062.990.7558.120.7051.240.6045.990.55t70.8533.4666.930.8061.560.7554.200.6548.620.55t80.9035.4370.870.8565.010.8057.150.7051.240.60t91.0039.3778.740.9571.900.8563.060.7556.490.65t

6、101.2047.2494.491.1585.681.0574.870.9066.990.80t111.5059.06118.111.45105.351.3091.581.1081.741.00t121.8070.87141.731.75126.021.55109.301.3597.491.20l=2d-2d/3l=2d-d/2分类l=2dl=2d-d/4实验方案设计实验方案设计 实验设计.实验方案设计12 12 设计不同方法组合及其细节( 分别用g85、交叉叠钻、顺序叠钻三大类方法设计坑槽落刀。( 每类落刀设计，又分两种要求： a） 无需附加孔 b） 钻坑槽前，于两末端分别加钻两孔与坑槽末端

7、圆弧内相切 即分别制作六条钻带如下： 末端孔径要求：满足以上要求，并保证边到边至少有1.5mil以上距离 excel软件计算公式： floor(补偿设计后长度 -1.5)/39.37,0.1)/2nc1nc2nc3nc4nc5nc6g85g85+末端孔顺序叠钻顺序叠钻+末端孔交叉叠钻交叉叠钻+末端孔实验设计.实验方案设计13 13(叠钻最后圆心间距要求见右表：( 交叉叠钻计算及排列方按pe原有要求.(参数：0.55mm 钻嘴使用原转速，进给速度为30ipm 0.6mm以上钻嘴，按原wil2d-d/4l2d-d/20.80mm1.54.0mil1.22.5mil0.85mm1.54.5mil1.

8、23.0mil实验设计.实验方案设计等于最后圆心间距14 14( 坑槽长度补偿的假定 原设计槽长度钻嘴大小2d2d-d/42d-d/22d-2d/31.2mm0233根据已有测试估计( 实验条件及叠板数假定采用总厚62mil（1/1），双面覆铜板，3块/叠总叠厚186mil因坑槽孔内层多无铜连接，故取双面板即可。实验设计.实验方案设计15 15 钻带设计示意图实验设计.实验方案设计16 16优选最佳方案优选最佳方案 粗选（以 最底板之底面测量所得，任取l=2d-d/2之情形）g85顺序叠钻交叉叠钻无末端孔有末端孔 (另发现 顺序叠钻，孔内塞尘严重，难以清洗)实验结果实验结果(选用取得最佳孔形之

9、方法)粗选：粗选：g85和交叉叠钻和交叉叠钻 末端孔方案末端孔方案实验结果 .优选最佳方案当年没有记下g85残高参数，现在一般取15、9、6三个值17 17 再选（以 最底板之底面测量所得，任取l=2d-d/2之情形）由于g85指令跟pe自编方式接近，主要差别为最终孔密度不同，故孔形也接近（理论上初步推定后者将较佳）。g85pe自编叠钻自编叠钻pe自编钻孔，孔沿较佳；g85有约0.4mil波浪线小结：最终选择小结：最终选择 pe自编叠钻末端孔方案自编叠钻末端孔方案对比如下：实验结果 .优选最佳方案18 18 经过方法改善，仍然会有某些偏差， 如下图：接受标准分析（指外形） 外形是否合格，将以是

10、否影响功能为基准实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 接受标准分析校验完成尺寸是否合格校验完成尺寸是否合格19 19f偏转:以单边1.3mil为参考 （相对3mil位置要求精度而言， 留1.7mil 给钻机原有精度偏差） 外形偏差、公差与功能分析f长度：以3mil 为接受标准 多数要求为4mil (pth/ npth) 留1mil给后工序) 由于坑槽多为插件孔，插脚本身可以有一定偏转，但大小却由于坑槽多为插件孔，插脚本身可以有一定偏转，但大小却不能改变。不能改变。故假定可以偏转；而大小尺寸却必须符合已知公差故假定可以偏转；而大小尺寸却必须符合已知公差f宽度：以2mil为基准 npth slot

11、 要求通常为2mil pth slot 要求通常为4mil实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 接受标准分析20 20测量结果f宽度：以2mil为基准尺寸l=2d-2d/3 l=2d-d/2 l=2d-d/4t223.621.921.721.7t325.624.12423.9t427.628.125.826.7t529.528.628.528.3t631.530.530.630.6均合格，仅列举少量数据示意小结：宽度符合要求小结：宽度符合要求实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果21 21f长度：以3mil 为接受标准l=2d-2d/3估算长度目标长度 补偿后长最下底面 第二底面t23

12、1.5035.5030.8031.85t334.1238.1234.2934.48t436.7540.7534.5035.76t539.3743.3736.9240.83t641.9945.9941.9141.50t744.6248.6240.8041.96t847.2451.2445.7748.00t952.4956.4950.1452.00t1062.9966.9961.1465.44t1178.7481.7475.5777.91t1294.4997.4994.6995.84尺寸表一小结：长度均在公差要求内，但因槽形不小结：长度均在公差要求内，但因槽形不 佳，故需在叠板数上予与调整佳，故需

13、在叠板数上予与调整实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果22 22表二目标长度 补偿后长最下底面 第二底面t235.4339.4335.7738.06t338.3942.3939.3240.12t441.3445.3441.7742.56t544.2948.2943.2945.61t647.2451.2447.2448.90t750.2054.2049.5250.26t853.1557.1553.3854.97t959.0663.0660.0860.80t1070.8774.8772.2073.26t1188.5891.5887.1888.33t12106.30109.30107.09

14、107.57尺寸l=2d-d/2小结：长度均在公差要求内，但因槽形不小结：长度均在公差要求内，但因槽形不 佳，故需在叠板数上予与调整佳，故需在叠板数上予与调整实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果23 23l=2d-d/4目标长度 补偿后长最下底面t241.3444.3443.72t344.7847.7844.88t448.2351.2348.64t551.6754.6751.60t655.1258.1254.58t758.5661.5659.06t862.0165.0162.00t968.9071.9070.21t1082.6885.6883.24t11103.35105.35103

15、.51t12124.02126.02尺寸表三小结：长度均在公差要求内，槽形合适小结：长度均在公差要求内，槽形合适实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果24 24f偏转:以单边1.3mil为参考（确定叠板数后）抽测值在参考范围内（确定叠板数后）抽测值在参考范围内（数据略）测值小结：尺寸均合格测值小结：尺寸均合格实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果25 25附图附图 2d-2d/3=l2d-d/2之叠板数(叠板厚) 0.6mm 0.8mm 1.2mm 1.8mm186mil底面（3pnl/stk）124mil底面（2pnl/stk）实验结果 .附图26 26 2d-d/2=l2d

16、-d/4之叠板数(叠板厚) 0.6mm 0.8mm 1.2mm 1.8mm186mil底面（3pnl/stk）124mil底面（2pnl/stk）实验结果 .附图27 272d-d/4=l之叠板数(叠板厚) 0.6mm 0.8mm 1.2mm186mil底面（3pnl/stk）实验结果 .附图28 28初定钻孔叠数、长度补偿初定钻孔叠数、长度补偿 叠板数(叠板厚)fl2d-2d/3，此类孔一般很少加工 主要考虑达到功能尺寸即可(长度4mil)， 故暂定 坑槽单边大小圆弧相差值小于2mil 为参考标准（以利研究）。fl2d-d/2，此类孔较多，会有部分客户 要求(长度2mil), 故暂定坑槽单边

17、大小圆 弧相差值小于1mil为参考标准。 圆弧相差值测量结果归纳如下：测量结果归纳如下：板厚( m il) 槽长直径(mm)2d-2d/3l2d-d/22d-d/2l 2d-d/42d-d/4l0.600 . 8 01 201 201 800.851 . 4 51 201 801 801.501 801 801 80实验结果 .初定钻孔叠数、长度补偿29 29长度补偿按叠板数之最底1块, 取值得曲线图如下l2d-2d/32d-d/22d-d/4avg-0.590.890.48stdev1.390.920.78cpk2.463.374.49以4mil计算cpk：实验结果 .初定钻孔叠数、长度补偿

18、-4-3-2-1012340.600.650.700.750.800.850.901.001.201.501.80mmmil2d-d/22d-d/22d-2d/330 30调整补偿 考虑叠板上下差异及最底一块的最大偏差， 总体上将l2d-d/2原有补偿的减1.重新调整余下：重新调整余下： 原设计槽长度钻嘴大小2d2d-d/4 2d-d/2 2d-2d/31.2mm0223实验结果 .初定钻孔叠数、长度补偿31 31总结总结通过实验设计我们得到了超短坑槽的新一种通过实验设计我们得到了超短坑槽的新一种 加工方法，并得到了其加工方法的具体参数。加工方法，并得到了其加工方法的具体参数。使用新的钻孔方式组合，坑槽的尺寸偏差使用新的钻孔方式组合，坑槽的尺寸偏差 已确保可在已确保可在4mil的公差之内；坑槽外形也的公差之内；坑槽外形也 同时得到了很大改善。同时得到了很大改善。lp42715 之之 23.6x47.2坑槽坑槽使用新的加工方法使用新的加工方法已已 全部合格